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电极中的各种材料及其基本用途特性

2022-07-20      1907
 一、材料理化性能定义及描述

比表面积(m2/g):指材料单位质量粒子所具有的表面积。(测试方法:计算单位重量的材料所吸附的氩气体积)。粒径(µm):材料颗粒大小的描述,指材料粒子的直径大小。D50则描述材料平均粒径大小。振实密度(g/cm3):材料通过一定机械振动所得单位质量所振实下去的体积。

另外,还有材料本身结构、外观型态、放电容量、容量效率、杂质含量等也是各项材料性能制约因素。

二、电极中的各种材料及其基本用途特性

1、导电剂类

碳墨类导电剂,属无定形碳,导电性能良好,有强吸附性,比表面积大,约为60-100 m2/g,其本身没有容量。人造石墨类导电剂,导电性较碳墨类稍差,但比表面积较小,为10-30m2/g,本身有容量,约为290mAh/g,其加工性能较好。另外还有天然石墨类,因其本身导电性良好,也可作为导电剂,又因本身容量较高,也可作为负极材料。而纳米级碳纤维,导电性能良好,加工性能良好,但价格昂贵。

2、电极材料

就一般锂离子二次电池而言正极材料:钴酸锂,本身克容量135-150mAh/g,压实密度3.65-4.00g/cc,LiCoO2为正极的锂离子电池具有开路电压高、比能量高(理论比能量1068Wh,理论容量274mAh/g)、循环寿命长、能快速放电的特点,但价格贵。负极材料:人造石墨、中间相碳微球、天然石墨改性类等等。普通人造石墨:克容量290-310mAh/g,压实1.45-1.55g/cc。中间相碳微球:克容量310-320mAh/g,压实1.55-1.65g/cc。天然石墨改性:克容量320-340mAh/g,压实1.55-1.65g/cc。

3、胶类

对于俗名为PVDF的高分子胶来说,其化学名为聚偏氟乙烯,其粘度的大小受分子量、官能团位置及加工工艺影响。一般来说,对于相同加工工艺、相同官能团位置,则其分子量越大其粘度越高,但随着粘度的增高,其对浆料的沉降现象也就更为明显。而CMC和SBR则为水性体系中所配合使用的胶。CMC(羧甲基纤维素纳):白色或微黄色粉末,本身有粘接性能,但在水性体系中其最基本作用还是分散材料及SBR。SBR(丁苯橡胶乳 ):白色带浅蓝色乳状液体,高分子化合物,与CMC混合使用,其粘接性能较好。